DE10031182A1

DE10031182A1 - Arc discharge tube with residual pressure stress layer for a discharge lamp unit and method for producing the same

Info

Publication number: DE10031182A1
Application number: DE10031182A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Ohshima; Nobuo Ohkawai; Shinichi Irisawa
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: NL1015531A1; GB2351603A; JP3665510B2; NL1015531C2; DE10031182B4; US6452334B1; JP2001015067A; GB2351603B; GB0015507D0

Abstract

Es wird eine Bogenentladungsröhre offenbart, die mit einer zentralen abgedichteten Kammer ausgestattet ist, in der lichtemittierende Substanzen eingeschlossen sind und die ein Paar Elektrodenanordnungen, die entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, umfasst. Die Elektrodenanordnungen sind in Quetschdichtbereichen eingeschlossen. Die Bogenentladungsröhre umfasst eine Restdruckbelastungsschicht, die an einer Oberfläche der Glasschicht in jedem der Quetschdichtbereiche gebildet ist, und die den Elektrodenstab, der in jeder Elektrodenanordnung beinhaltet ist, kontaktiert. Die Restdruckbelastungsschicht besitzt eine Länge, die größer oder gleich 30% der axialen Länge eines Glasschichtgebiets ist, das lediglich den Elektrodenstab berührt, und/oder in einem Winkelbereich der größer oder gleich 180 in der Umfangsrichtung des Elektrodenstabs liegt. Eine thermische Spannung (Zugspannung), die in der Grenzschicht zwischen der Glasschicht und den Elektrodenstäben nach dem Einschalten der Bogenentladungsröhre erzeugt wird, wird von der Restdruckbelastungsschicht, die die Elektrodenstäbe umgibt, absorbiert und verteilt. Somit bilden sich in der Glasschicht der Quetschdichtbereiche keine vertikalen Risse, die dazu fürhen würden, dass die lichtemittierenden Substanzen allmählich aus der abgedichteten Kammer entweichen.An arc tube is disclosed which is equipped with a central sealed chamber in which light emitting substances are enclosed and which comprises a pair of electrode arrangements which are arranged opposite one another. The electrode arrangements are enclosed in pinch seal areas. The arc tube includes a residual compressive stress layer that is formed on a surface of the glass layer in each of the pinch seal areas and that contacts the electrode rod included in each electrode assembly. The residual compressive stress layer has a length that is greater than or equal to 30% of the axial length of a glass layer region that only touches the electrode rod and / or lies in an angular range that is greater than or equal to 180 in the circumferential direction of the electrode rod. A thermal stress (tensile stress) which is generated in the boundary layer between the glass layer and the electrode rods after the arc tube is switched on is absorbed and distributed by the residual pressure load layer which surrounds the electrode rods. Thus, vertical cracks do not form in the glass layer of the pinch seal areas, which would cause the light-emitting substances to gradually escape from the sealed chamber.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Technical field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bogenentladungsröhre einer Entladungslampen einheit, die so aufgebaut ist, dass zwei Elektrodenanordnungen einander gegenüberlie gend in einer zentralen abgedichteten Kammer, in der lichtemittierende Substanzen ein geschlossen sind, angeordnet sind. Jede Elektrodenanordnung umfasst einen Elektro denstab, eine Molybdänfolie und einen Anschlussdraht, und ist in einem zur zentralen abgedichteten Kammer benachbarten Quetschdichtungsbereich dicht eingeschlossen. Der Quetschdichtungsbereich umfasst eine Restdruckbelastungsschicht. Die vorliegen de Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Bogenentladungsröh re mit einer Restdruckbelastungsschicht.The present invention relates to an arc tube of a discharge lamp unit which is constructed in such a way that two electrode arrangements lie opposite one another in a central sealed chamber, in which light-emitting substances are closed, are arranged. Each electrode arrangement comprises an electric denstab, a molybdenum foil and a connecting wire, and is in one to the central sealed chamber adjacent pinch seal area sealed. The pinch seal area comprises a residual pressure load layer. The present de The invention also relates to a method for producing an arc tube re with a residual pressure load layer.

2. State of the art

Fig. 6 zeigt eine herkömmliche Entladungslampeneinheit, die eine Bogenentladungs röhre 5 mit einem vorderen Ende, das durch eine Führungshalterung 2 befestigt ist, die aus einer isolierenden Basis 1 hervorragt, umschließt. Eine Vertiefung 1a der Basis 1 hält das hintere Ende der Bogenentladungsröhre 5. Ein Metallbefestigungselement S, das an der Vorderfläche der isolierenden Basis 1 befestigt ist, hält einen Bereich der Bogenentladungsröhre, der zum hinteren Ende der Bogenentladungsröhre benachbart ist. Ein vorderer Anschlussdraht 8, der sich aus der Bogenentladungsröhre 5 erstreckt, ist mit der Führungshalterung 2 verschweißt, während ein hinterer Anschlussdraht 8 in eine untere Wand 1b mit der darin ausgebildeten Vertiefung 1a der Basis 1 hineinragt. Ferner ist der hintere Anschlussdraht 8 durch Schweißung an einem an der unteren Wand 1b vorgesehenen Anschluss 3 befestigt. Ein Symbol G repräsentiert eine Ultravi olett-Strahlungs-Abschirmung, die zur Entfernung von Ultraviolett- Strahlungskomponenten im Wellenlängenbereich der für den menschlichen Körper schädlich ist, vorgesehen ist. Die Ultraviolett-Strahlungs-Abschirmung bildet eine zylind rische Form aus und ist integral mit der Bogenentladungsröhre 5 verschweißt. Fig. 6 shows a conventional discharge lamp unit, which encloses an arc tube 5 with a front end, which is fixed by a guide bracket 2 , which protrudes from an insulating base 1 . A recess 1 a of the base 1 holds the rear end of the arc tube 5 . A metal fastener S attached to the front surface of the insulating base 1 holds a portion of the arc tube which is adjacent to the rear end of the arc tube. A front connecting wire 8 , which extends from the arc tube 5 , is welded to the guide holder 2 , while a rear connecting wire 8 projects into a lower wall 1 b with the recess 1 a of the base 1 formed therein. Further, the rear lead wire 8 is fixed by welding on a b on the bottom wall 1 provided connection. 3 A symbol G represents an ultraviolet radiation shield, which is provided for the removal of ultraviolet radiation components in the wavelength range which is harmful to the human body. The ultraviolet radiation shield forms a cylindrical shape and is integrally welded to the arc tube 5 .

Die Bogenentladungsröhre 5 besitzt einen abgedichteten Kammerbereich 5a, der zwi schen einem Paar vorderen und hinteren Quetschdichtungsbereichen 5b ausgebildet ist. Der abgedichtete Kammerbereich 5a umfasst zueinander gegenüberliegende Elektro denstäbe 6 und enthält lichtemittierende Substanzen. Im Quetschdichtungsbereich 5b verbindet die abgedichtete Molybdänfolie 7 den in den abgedichteten Kammerbereich 5a hineinragenden Elektrodenstab 6 mit dem Anschlussdraht 8, der aus dem Quetsch dichtungsbereich 5b herausragt. Somit bleiben die Quetschdichtungsbereiche 5b luft dicht.The arc tube 5 has a sealed chamber area 5 a, the rule between a pair of front and rear pinch seal areas 5 b is formed. The sealed chamber area 5 a comprises mutually opposite electrode rods 6 and contains light-emitting substances. In the pinch seal area 5 b, the sealed molybdenum foil 7 connects the electrode rod 6 projecting into the sealed chamber area 5 a with the connecting wire 8 , which protrudes from the pinch seal area 5 b. Thus, the pinch seal areas 5 b remain airtight.

Vorzugsweise ist der Elektrodenstab 6 aus Wolfram hergestellt und zeigt damit eine ausgezeichnete Haltbarkeit. Wolfram besitzt einen linearen Ausdehnungskoeffizienten, der deutlich zu dem des die Bogenentladungsröhre bildenden Quarzglases unterschied lich ist. Nachteiligerweise wird lediglich eine geringe Verformbarkeit des Quarzglases zugelassen und die erreichte Gasdichtigkeit ist nicht zufriedenstellend. Daher ist die Molybdänfolie 7 mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich zu dem des Quarzglases und mit relativ zufriedenstellender Verformbarkeit mit den Wolfram- Elektrodenstäben 6 verbunden. Ferner dichtet der Quetschdichtungsbereich 5b die Mo lybdänfolie 7 ab. Somit bleiben die Quetschdichtungsbereiche 5b gasdicht.The electrode rod 6 is preferably made of tungsten and thus exhibits excellent durability. Tungsten has a linear expansion coefficient which is clearly different from that of the quartz glass forming the arc tube. Disadvantageously, only a low deformability of the quartz glass is permitted and the gas tightness achieved is not satisfactory. Therefore, the molybdenum foil 7 is connected to the tungsten electrode rods 6 with a linear expansion coefficient similar to that of the quartz glass and with relatively satisfactory deformability. Furthermore, the pinch seal region 5 b seals the Mo lybdenum foil 7 . Thus, the pinch seal areas 5 b remain gas-tight.

Mit Bezug zu Fig. 7(a) wird ein Verfahren zur Herstellung der Bogenentladungsröhre 5 dargestellt. Eine Elektrodenanordnung A umfasst einen Elektrodenstab 6, eine Molyb dänfolie 7 und einen Anschlussdraht 8. Die Komponenten sind intern verbunden. Die Elektrodenanordnung A wird anfänglich in ein Ende der Öffnung einer zylindrischen Glasröhre W mit einem sphärischen erweiterten Bereich w₂, der an einer Zwischenposi tion eines sich gerade erstreckenden Bereichs w₁ angeordnet ist, eingeführt. Anschlie ßend erfährt die benachbarte Stelle q₁ des sphärischen erweiterten Bereichs w₂ ein erstes Quetschabdichten.With reference to Fig. 7 (a), a method is shown for manufacturing the arc tube 5. An electrode arrangement A comprises an electrode rod 6 , a molybdenum foil 7 and a connecting wire 8 . The components are connected internally. The electrode assembly A is initially inserted into one end of the opening of a cylindrical glass tube W having a spherical expanded area w ₂ which is located at an intermediate position of a straight extending area w ₁ . The adjacent point q _{1 of} the spherical expanded area w ₂ then undergoes a first pinch seal.

Entsprechend Fig. 7(b) wird eine lichtemittierende Substanz P oder dergleichen in ei nen sphärisch erweiterten Bereich w₂ durch die andere Endöffnung der Zylinderglasröh re W eingeführt. Entsprechend Fig. 7(c) wird eine zweite Elektrodenanordnung A ein geführt. Ein zweites Quetschabdichten dichtet den sphärisch erweiterten Bereich w₂ ab, während der sphärisch erweiterte Bereich w₂ gleichzeitig unter Verwendung von flüssi gem Stickstoff gekühlt wird, um sowohl Verdampfung der lichtemittierenden Substanz P als auch eine Erwärmung der Stelle q₂ des sphärisch erweiterten Bereichs w₂ zu verhin dern. Das endgültige Ergebnis ist eine Bogenentladungsröhre 5 mit dem spanlosen ab gedichteten Kammerbereich 5a.According to Fig. 7 (b) is a light-emitting substance P or the like in NEN ei spherically expanded region w _{2 is} inserted through the other end opening of the Zylinderglasröh re W. According to Fig. 7 (c), a second electrode assembly A out a. A second squeeze seal seals the spherically widened area w ₂ , while the spherically widened area w _{2 is} simultaneously cooled using liquid nitrogen in order to both vaporize the light-emitting substance P and heat the location q _{2 of} the spherically widened area w ₂ to prevent. The final result is an arc tube 5 with the chipless from sealed chamber area 5 a.

Bezüglich Fig. 7(b) wird beim ersten Quetschdichtung ein inaktives Gas (im Allgemei nen billiges Argon oder Stickstoff) als formierendes Gas in der Glasröhre W verwendet, um eine Oxidation der Elektrodenanordnung A zu verhindern. Bezüglich Fig. 7(c) wer den beim zweiten Quetschdichtung die Enden der Öffnung in der zylindrischen Glasröh re W verschlossen, wobei das Kühlen mit flüssigem Stickstoff ein Verdampfen der licht emittierenden Substanz P verhindert. Daher ist für den Quetschdichtungsvorgang nahe zu ein Vakuumzustand notwendig.Referring to Fig. 7 (b) is (NEN inexpensive argon or nitrogen in ERAL) used in the first pinch seal an inactive gas as formierendes gas in the glass tube W, in order to prevent oxidation of the electrode assembly A. Referring to Fig. 7 (c) who the closed ends of the opening in the cylindrical Glasröh re W in the second pinch seal, while preventing the cooling with liquid nitrogen evaporation of the light-emitting substance P. Therefore, a vacuum condition is almost necessary for the pinch seal operation.

Da zwischen einem ausgeschalteten Zustand der Bogenentladungsröhre und einem eingeschalteten Zustand eine große Temperaturänderung entsteht, treten zwischen dem Elektrodenstab und der Glasschicht thermische Spannungen auf. Der Elektrodenstab und die Glasschicht haben jeweils deutlich unterschiedliche Koeffizienten hinsichtlich der linearen Ausdehnung, wenn die Bogenentladungsröhre eingeschaltet wird. Neuer dings zündet der Bogenentladungsröhrenaufbau sofort. Daher wird ein hohes Tempe raturanstiegsverhältnis verwirklicht. Nach wiederholtem zyklischen Betrieb bildet sich ein Riss im Quetschdichtbereich (der Glasschicht) zum Abdichten der Elektrodenstäbe 6. Dadurch entweichen allmählich die eingeschlossenen Substanzen und bewirken damit einen Defekt in der Leuchtwirkung der Bogenentladungsröhre und verkürzen ihre Le bensdauer.Since a large temperature change arises between an off-state of the arc tube and an on-state, thermal stresses occur between the electrode rod and the glass layer. The electrode rod and the glass layer each have clearly different coefficients with regard to the linear expansion when the arc tube is switched on. However, the arc tube assembly ignites immediately. Therefore, a high temperature rise ratio is realized. After repeated cyclic operation, a crack forms in the pinch seal area (the glass layer) for sealing the electrode rods 6 . As a result, the trapped substances escape gradually and thus cause a defect in the lighting effect of the arc tube and shorten its life.

Angesichts des zuvor Gesagten hat der Erfinder wiederholt Experimente und Studien durchgeführt, um die zuvor genannten Probleme im Stand der Technik zu lösen. Der Erfinder hat letztlich herausgefunden, dass ein Verweilen von Druckbelastung, die in den Quetschdichtungsbereichen 5b während des Herstellungsprozesses der Bogen entladungsröhre erzeugt wird, ein Verteilen von thermischen Spannungen in der Glas schicht im Quetschdichtbereich aufgrund des Temperaturanstiegs, der nach dem Ein schalten der Bogenentladungsröhre entsteht, bewirkt. Daher wird ein Verhindern der Bildung eines Risses in der Glasschicht im Quetschdichtbereich die Lebensdauer der Bogenentladungsröhre verlängern.In view of the foregoing, the inventor has repeatedly carried out experiments and studies to solve the aforementioned problems in the prior art. The inventor ultimately found that a dwell of pressure load, which is generated in the pinch seal areas 5 b during the manufacturing process of the arc tube, a distribution of thermal stresses in the glass layer in the pinch area due to the temperature rise that occurs after switching on the arc tube , causes. Therefore, preventing the formation of a crack in the glass layer in the pinch seal area will extend the life of the arc tube.

OVERVIEW OF THE INVENTION

In Übereinstimmung mit der Entdeckung des Erfinders löst die vorliegende Erfindung die Probleme im Stand der Technik. Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Bogenentla dungsröhre für eine Entladungslampeneinheit bereit zu stellen, in der keine Rissbildung im Quetschdichtungsbereich auftritt, wenn sich die thermischen Belastungen bzw. Spannungen aufgrund des zyklischen Betriebs der Bogenentladungsröhre ändern.In accordance with the inventor's discovery, the present invention solves the Problems in the state of the art. It is an object of the invention a sheet discharge to provide an extension tube for a discharge lamp unit in which no cracking occurs in the pinch seal area when the thermal loads or Change voltages due to the cyclical operation of the arc tube.

Um diese Aufgabe zu lösen umfasst eine Bogenentladungsröhre für eine Entladungs lampeneinheit mindestens zwei Elektrodenanordnungen, wobei jede der Elektrodenan ordnungen einen Elektrodenstab, eine Folie und einen Anschlussdraht, intern in Reihe verbunden, umfasst, eine Röhre mit einer zentralen abgedichteten Kammer, die licht emittierende Substanzen einschließt, und ferner Quetschdichtungsbereichen, die an gegenüberliegenden Enden der Kammer angeordnet sind, wobei jeder Quetschdichtbe reich eine Elektrodenanordnung umschließt, so dass der Elektrodenstab in die Kammer hineinragt und der Anschlussdraht aus dem Quetschdichtbereich herausragt, und eine Restdruckbelastungsschicht, dis einem Glasschichtgebiet in jedem der Quetschdich tungsbereiche gegenüberliegt, wobei die Restdruckbelastungsschicht den Elektroden stab in hermetischer Weise berührt, und wobei die Restdruckbelastungsschicht und das Glasschichtgebiet sich lediglich entlang des Elektrodenstabes erstrecken.To achieve this object, an arc tube for a discharge is included lamp unit at least two electrode arrangements, each of the electrodes orders an electrode rod, a foil and a connecting wire, internally in series connected, includes a tube with a central sealed chamber that is light emitting substances, and further pinch seal areas that opposite ends of the chamber are arranged, each squeeze seal richly encloses an electrode assembly so that the electrode rod enters the chamber protrudes and the connecting wire protrudes from the pinch seal area, and one Residual pressure load layer, a glass layer area in each of the pinch tion areas opposite, the residual pressure load layer the electrodes touched in a hermetic manner, and wherein the residual pressure load layer and the Glass layer area only extend along the electrode rod.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Restdruckbelastungsschicht über eine Länge ausgebildet, die größer oder gleich 30% der axialen Länge des Glas schichtgebiets ist, das nur den Elektrodenstab berührt.According to a further aspect of the invention, the residual pressure load layer is over formed a length greater than or equal to 30% of the axial length of the glass layer area that only touches the electrode rod.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Restdruckbelastungsschicht in einem Winkelbereich von ungefähr 180° oder größer in der Umfangsrichtung des Elekt rodenstabs ausgebildet. According to a further aspect of the invention, the residual pressure load layer in an angular range of approximately 180 ° or larger in the circumferential direction of the elect harness trained.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Restdruckbelastungsschicht über eine Länge, die größer oder gleich 30% der axialen Länge des Glasschichtgebiets ist, das nur den Elektrodenstab berührt, und in einem Winkelbereich von ungefähr 180° o der größer in der Umfangsrichtung des Elektrodenstabs ausgebildet.According to a further aspect of the invention, the residual pressure load layer is over a length which is greater than or equal to 30% of the axial length of the glass layer region, that only touches the electrode rod, and in an angular range of approximately 180 ° which is formed larger in the circumferential direction of the electrode rod.

An der Grenze zwischen Glasschicht und dem Elektrodenstab wird unmittelbar nach dem Quetschdichtvorgang keine thermische Spannung erzeugt. Während die Tempe ratur auf Raumtemperatur zurückkehrt, erfährt der Grenzbereich zwischen dem Elektro denstab (aus Wolfram hergestellt) und dem Glas (Quarzglas) eine thermische Spannung (Zugspannung bzw. -belastung im Elektrodenstab und Druckspannung bzw. -belastung in der Glasschicht). Die thermische Spannung bzw. Belastung entspricht dem Unter schied zwischen den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Elektrodenstabs und des Quarzglases. Daher bleibt ein Zustand, in dem eine große Belastung (die Zugbelastung im Elektrodenstab und die Druckbelastung in der Glasschicht) erzeugt wird, erhalten.At the boundary between the glass layer and the electrode rod, immediately after no thermal stress is generated during the pinch seal process. While the tempe temperature returns to room temperature, the border area between the electrical system experiences denstab (made of tungsten) and the glass (quartz glass) a thermal stress (Tensile stress or stress in the electrode rod and compressive stress or stress in the glass layer). The thermal stress or load corresponds to the lower distinguished between the linear expansion coefficients of the electrode rod and the Quartz glass. Therefore, a condition remains in which a large load (the tensile load generated in the electrode rod and the pressure load in the glass layer).

Nach Einschalten der Lampe steigt die Temperatur der Bogenentladungsröhre nicht auf ein Niveau an, an dem der Quetschdichtbereich quetschgedichtet ist. Wenn daher die Restdruckbelastungsschicht auf der Glasschicht über einen weiten Bereich gebildet worden ist, bewirkt die in der Glasschicht der Bogenentladungsröhre nach dem Ein schalten der Lampe erzeugte thermische Spannung, dass die in der Glasschicht des Quetschdichtbereichs verbliebene Druckbelastung sowohl in axialer Richtung als auch in der Umfangsrichtung reduziert wird.When the lamp is switched on, the temperature of the arc tube does not rise a level at which the pinch seal area is pinch sealed. Therefore if the Residual pressure load layer formed on the glass layer over a wide range causes in the glass layer of the arc tube after the on switch the lamp generated thermal voltage that in the glass layer of the Remaining pressure load both in the axial direction and is reduced in the circumferential direction.

Das heißt, die thermische Spannung (thermische Zugspannung) zum Entlasten der rest lichen Druckbelastung wirkt auf die Glasschicht im Quetschdichtbereich ein, wenn die Lampe eingeschaltet ist. Wenn die Restdruckbelastungsschicht zu klein ist, wird die thermische Spannung auf die kleine Restdruckbelastungsschicht konzentriert. Wenn die Lampe wiederholt ein- und ausgeschaltet wird, wirkt die thermische Spannung wieder holt auf die Glasschicht ein. Somit entsteht die Möglichkeit, dass sich ein Riss bilden kann, der ein allmähliches Entweichen der eingeschlossenen lichtemittierenden Sub stanzen zulässt. Insbesondere wenn die axiale Länge der Restdruckbelastungsschicht kürzer als 30% der axialen Länge des Glasschichtgebiets ist, das nur den Elektroden stab hermetisch kontaktiert, kann die thermische Spannung in der axialen Richtung nicht ausreichend absorbiert werden. In dem vorhergehenden Falle bewirkt die Konzentration der Spannung auf die Restdruckbelastungsschicht, dass die eingeschlossenen licht emittierenden Substanzen allmählich durch die Glasschicht austreten. Wenn der Win kelbereich der Restdruckbelastungsschicht in der Umfangsrichtung des Elektrodenstabs kleiner als ungefähr 180° ist, kann die thermische Spannung in der Umfangsrichtung nicht ausreichend absorbiert werden. Somit wird die Spannung auf die Restdruckbelas tungsschicht konzentriert und daher bildet sich ein vertikaler Riss in der Glasschicht aus, wodurch es ermöglicht wird, dass die eingeschlossenen lichtemittierenden Substanzen allmählich entweichen.That is, the thermal stress (thermal tension) to relieve the rest pressure load acts on the glass layer in the pinch seal area when the Lamp is on. If the residual pressure load layer is too small, the thermal stress concentrated on the small residual pressure load layer. If the If the lamp is switched on and off repeatedly, the thermal voltage acts again catches up with the glass layer. This creates the possibility that a crack will form can, the gradual escape of the enclosed light-emitting sub allows punching. Especially when the axial length of the residual pressure load layer is shorter than 30% of the axial length of the glass layer area, which is only the electrodes Stab hermetically contacted, the thermal stress in the axial direction can not be absorbed sufficiently. In the previous case, the concentration works the tension on the residual compressive stress layer that the trapped light emitting substances gradually emerge through the glass layer. If the win kelbereich the residual pressure load layer in the circumferential direction of the electrode rod is less than about 180 °, the thermal stress in the circumferential direction are not sufficiently absorbed. Thus, the tension on the residual pressure concentrated layer and therefore a vertical crack forms in the glass layer, which enables the trapped light emitting substances gradually escape.

Die Druckbelastungsschicht wird zuvor in einem vorbestimmten weiten Gebiet in der axialen Richtung oder/und der Umfangsrichtung auf der Oberfläche der hermetischen Berührungsstelle zwischen der Glasschicht und dem Elektrodenstab gebildet. Daher entspannt die Druckbelastungsschicht (die Restdruckbelastungsschicht), die in dem großen Bereich ausgebildet ist, wirkungsvoll (absorbiert) eine thermische Spannung, die in der Glasschicht bei Temperaturanstieg erzeugt wird.The compressive stress layer is previously in a predetermined wide area in the axial direction and / or the circumferential direction on the surface of the hermetic Point of contact formed between the glass layer and the electrode rod. Therefore relaxes the pressure load layer (the residual pressure load layer), which in the large area is formed, effectively (absorbs) a thermal stress that is generated in the glass layer when the temperature rises.

Das heißt, die Restdruckbelastungsschicht, die über einen vorbestimmten großen Be reich vorhanden ist, verteilt die wiederholt erzeugte thermische Spannung bevor diese auf die Glasschicht übertragen wird. Daher bildet die Glasschicht keine Risse und die eingeschlossenen Substanzen entweichen nicht.That is, the residual pressure load layer that has a predetermined large loading is rich, distributes the repeatedly generated thermal stress before it is transferred to the glass layer. Therefore, the glass layer does not form cracks and that trapped substances do not escape.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung weist die Restdruckbelastungs schicht einen Grenzriss auf, der in der äußeren Oberfläche der Restdruckbelastungs schicht ausgebildet ist.According to another aspect of the invention, the residual pressure load has layers a boundary crack that is in the outer surface of the residual pressure load layer is formed.

Die thermische Spannung, die im Grenzbereich zwischen dem Elektrodenstab und der Glasschicht nach dem Einschalten der Lampe wirkt, wird absorbiert, da die Glasschicht an dem Grenzriss entlang gleitet.The thermal stress in the border area between the electrode rod and the Layer of glass after the lamp is turned on is absorbed as the layer of glass slides along the boundary crack.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist der Quetschdichtbereich, in dem der Elektrodenstab abgedichtet ist, in einem Temperaturbereich von 2000°C bis 2300°C und vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 2100°C bis 2200°C quetschgedichtet. According to another aspect of the invention, the pinch seal area is in which the electrode rod is sealed in a temperature range of 2000 ° C to 2300 ° C and preferably in a temperature range from 2100 ° C to 2200 ° C crush sealed.

Quarzglas besitzt einen Erweichungspunkt von 1600°C. Ferner liegt die zulässige Ver arbeitungstemperatur bei 1800°C. Wenn daher die Temperatur der Glasröhre (eines Bereichs, der quetschgedichtet werden muss) bei 2000°C oder weniger liegt, wird die Temperatur in der Glasschicht (ein Bereich, der den Elektrodenstab einschließt) nicht auf ein Niveau angehoben, das ausreichend hoch ist, um die Haftung mit dem Elektro denstab zu erhalten. Um vorzugsweise die Restdruckbelastungsschicht in einem großen Gebiet in der axialen Richtung und der Umfangsrichtung des Elektrodenstabs zu bilden, wird der Quetschdichtbereicht (in dem der Elektrodenstab abgedichtet ist) bei einer Temperatur von 2000°C oder höher und vorzugsweise bei 2100°C oder höher quetsch gedichtet.Quartz glass has a softening point of 1600 ° C. Furthermore, the permissible Ver working temperature at 1800 ° C. Therefore, if the temperature of the glass tube (one The area that needs to be crimp sealed) is 2000 ° C or less, the Temperature in the glass layer (an area that encloses the electrode rod) is not raised to a level that is high enough to ensure adhesion with the electro to get the staff. To preferably the residual pressure load layer in a large To form the area in the axial direction and the circumferential direction of the electrode rod, the pinch seal area (in which the electrode rod is sealed) is at a Crush temperature of 2000 ° C or higher and preferably at 2100 ° C or higher poetry.

Wenn die Temperatur der Glasröhre (des Bereichs, der quetschgedichtet werden muss) 2300°C oder mehr beträgt, kann keine Wirkung zur Vergrößerung der Restdruckbelas tungsschicht erhalten werden. Ferner muss das Verquetschungselement zum Quetsch dichten der Glasröhre und das Bogenentladungsröhren-Halteelement eine ausgeprägte Hitzebeständigkeit während des Quetschdichtvorgangs zeigen. Um vorzugsweise die Restdruckbelastungsschicht in wirkungsvoller Weise auszubilden, wird der Quetsch dichtbereich (in dem der Elektrodenstab abgedichtet wird) bei einer Temperatur von 2300°C oder weniger, vorzugsweise bei 2200°C oder weniger, quetschgedichtet.If the temperature of the glass tube (the area that needs to be crimp-sealed) 2300 ° C or more, no effect can increase the residual pressure load tion layer can be obtained. Furthermore, the squeezing element must be squeezed seal the glass tube and the arc tube holding member a pronounced Show heat resistance during the crimp sealing process. To preferably the The residual pressure load layer is effectively squeezed sealing area (in which the electrode rod is sealed) at a temperature of 2300 ° C or less, preferably 2200 ° C or less, crush sealed.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 zeigt in einem vertikalen Querschnitt eine Bogenentladungsröhre für eine Entla dungslampeneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung; Fig. 1 shows a vertical cross section of an arc tube for a discharge lamp unit according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Querschnittsansicht einen wesentlichen Bereich eines Quetschdichtbereichs der Bogenentladungsröhre; Fig. 2 shows an essential portion, in an enlarged cross-sectional view of a Quetschdichtbereichs of the arc tube;

Fig. 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht (im Querschnitt durch die Linie III-III, die in Fig. 2 gezeigt ist) des Quetschdichtbereichs; Fig. 3 is a side cross-sectional view (cross section through line III-III shown in Fig. 2) of the Quetschdichtbereichs;

Fig. 4 zeigt das Merkmal, das eine Glasschicht entlang eines Grenzrisses, der in der Druckbelastungsschicht gebildet ist, entlang gleitet; Fig. 4 shows the feature that slides a glass layer along a boundary crack formed in the compression load layer;

Fig. 5(a) zeigt einen ersten Quetschdichtungsschritt im ersten Quetschdichtvorgang; Fig. 5 (a) shows a first press seal in the first Quetschdichtvorgang;

Fig. 5(b) zeigt einen zweiten Quetschdichtungsschritt im ersten Quetschdichtungsvor gang; Fig. 5 (b) shows a second press seal step in the first press seal operation;

Fig. 5(c) zeigt einen Schritt zum Einführen lichtemittierender Substanzen und eine zweite Elektrodenanordnung; Fig. 5 (c) shows a step for introducing light emitting substances and a second electrode arrangement;

Fig. 5(d) zeigt einen Entgratungsschritt; Fig. 5 (d) shows a deburring step;

Fig. 5(e) zeigt einen Quetschverdichtungsschritt im zweiten Quetschdichtvorgang; Fig. 5 (e) shows a crushing step in the second crushing process;

Fig. 6 zeigt in einer Querschnittsansicht eine herkömmliche Entladungslampe; und Fig. 6 shows a conventional discharge lamp in a cross-sectional view; and

Fig. 7 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer herkömmlichen Bogenentladungsröhre. Fig. 7 shows a method of manufacturing a conventional arc tube.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mit Bezug zu den Zeichnungen wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.A preferred embodiment will be described with reference to the drawings.

Fig. 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 ist ein ver tikaler Querschnitt, der eine Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampeneinheit gemäß der Ausführungsform der Erfindung darstellt. Fig. 2 ist eine vergrößerte Quer schnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Quetschdichtbereichs der Bogenent ladungsröhre zeigt. Fig. 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht (ein Querschnitt entlang der Linie III-III, die in Fig. 2 gezeigt ist) des Quetschdichtbereichs. Fig. 4 zeigt die Tat sache, wie die Glasschicht entlang eines in der Druckbelastungsschicht ausgebildeten Grenzrisses entlang gleitet. Fig. 5 ist eine Darstellung, die Schritte zur Herstellung der Bogenentladungsröhre gemäß der offenbarten Ausführungsform darstellt. Figs. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. Fig. 1 is a ver tikaler cross-sectional view showing an arc tube for a discharge lamp unit according to the embodiment of the invention. Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view showing an essential part of a pinch seal portion of the arc tube. FIG. 3 is a side cross-sectional view (a cross section along the line III-III shown in FIG. 2) of the pinch seal area. Fig. 4 shows the fact that the glass layer slides along a boundary crack formed in the pressure loading layer. FIG. 5 is a diagram illustrating steps for manufacturing the arc tube according to the disclosed embodiment.

Gemäß Fig. 6 besitzt die Entladungslampeneinheit, an der eine Bogenentladungsröhre 10 befestigt ist, den gleichen Aufbau wie im Stand der Technik. Die Beschreibung der Entladungslampeneinheit wird daher weg gelassen.Referring to FIG. 6 has the discharge lamp unit is attached to the arc discharge tube 10, the same structure as in the prior art. The description of the discharge lamp unit is therefore omitted.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 umfasst die Bogenentladungsröhre 10 eine Quarzglas röhre W mit einem sphärischen erweiterten Bereich w₂, der an einer Zwischenposition eines sich in einer Längsrichtung gerade erstreckenden Bereichs w₁ ausgebildet ist. Be reiche, die zu dem sphärischen erweiterten Bereich w₂ der Quarzglasröhre W benach bart sind, sind quetschgedichtet. Somit bilden Quetschdichtbereiche 13, die jeweils eine rechteckige Querschnittsform aufweisen, an den beiden Enden des spanlosen abge dichteten Bereichs 12 einen elliptisch geformten Entladungsraum. Der abgedichtete Kammerbereich 12 umfasst ein Edelgas für den Startvorgang, Quecksilber und ein Me tallhalogenid (im Weiteren als "lichtemittierende Substanzen" bezeichnet).According to FIGS. 1 and 2, the arc tube 10 comprises a quartz glass tube W having a spherical expanded region w _2, w at an intermediate position of a straight extending in a longitudinal direction of region ₁ is formed. Areas that are adjacent to the spherical expanded area w _{2 of} the quartz glass tube W are pinch-sealed. Thus, pinch sealing areas 13 , each having a rectangular cross-sectional shape, form an elliptically shaped discharge space at the two ends of the chipless, sealed area 12 . The sealed chamber region 12 comprises an inert gas for the starting process, mercury and a metal halide (hereinafter referred to as "light-emitting substances").

Im abgedichteten Kammerbereich 12 sind Wolframelektrodenstäbe 6, die Entladungs elektroden bilden, einander gegenüberliegend angeordnet. Die Elektrodenstäbe 6 sind mit der Molybdänfolie 7, die in den Quetschdichtbereichen 13 eingeschlossen ist, ver bunden. Molybdänanschlussdrähte 8, die mit der Molybdänfolie 7 verbunden sind, ragen aus den Enden der Quetschdichtbereiche 13 hervor. Der hintere Anschlussdraht 8 dringt in einen kreisröhrenförmigen Bereich 14 ein, der nicht quetschgedichtet ist, um sich dann nach außen zu erstrecken.Tungsten electrode rods 6 , which form discharge electrodes, are arranged opposite one another in the sealed chamber region 12 . The electrode rods 6 are ver connected to the molybdenum foil 7, which is included in the Quetschdichtbereichen. 13 Molybdenum connecting wires 8 , which are connected to the molybdenum foil 7 , protrude from the ends of the pinch sealing regions 13 . The rear connecting wire 8 penetrates into a circular tubular area 14 which is not crimp-sealed in order to then extend outwards.

Entsprechend Fig. 1 ist die Gestalt der Bogenentladungsröhre 10 ähnlich zu der der herkömmlichen Bogenentladungsröhre 5, die in Fig. 6 gezeigt ist. Um die Formbarkeit des Quarzglases zu verbessern weist die äußere Oberfläche des Wolframelektroden stabs 6 kleine Vertiefungen und Erhebungen auf, die durch starkes elektrolytisches Po lieren gebildet wurden. Ferner kontaktiert das Gebiet der Glasschicht der Quetschdicht bereiche 13 hermetisch die Elektrodenstäbe 6 und besitzt eine Restdruckbelastungs schicht 16, die eine starke Haftung zu den Elektrodenstäben 6 zeigt und eine vorbe stimmte Größe hat.According to Fig. 1, the shape of the arc tube 10 similar to that of the conventional arc tube 5 shown in Fig. 6. In order to improve the formability of the quartz glass, the outer surface of the tungsten electrode rod 6 has small depressions and elevations which were formed by strong electrolytic polishing. Furthermore, the area of the glass layer of the pinch seal areas 13 hermetically contacts the electrode rods 6 and has a residual pressure load layer 16 which shows strong adhesion to the electrode rods 6 and has a predetermined size.

Bezüglich der Fig. 2 und 3 erstreckt sich die Restdruckbelastungsschicht 16 entlang den Elektrodenstäben 6, um die Elektrodenstäbe 6 zu umgeben. Die Länge L₁ der Rest druckbelastungsschicht 16 in der axialen Richtung der Restdruckbelastungsschicht 16 ist nicht geringer als ungefähr 30% der axial gerichteten Länge L₂ der Glasschicht, die nur mit den Elektrodenstäben 6 in hermetischen Kontakt ist. Die Restdruckbelastungs schicht 16 bildet einen Winkelbereich 6, von 180° oder größer in der Umfangsrichtung der Elektrodenstäbe 6.Referring to Figs. 2 and 3, the residual compressive stress layer 16 extends along the electrode rods 6, so as to surround the electrode rods 6. The length L _{1 of} the residual pressure load layer 16 in the axial direction of the residual pressure load layer 16 is not less than approximately 30% of the axially directed length L _{2 of} the glass layer, which is only in hermetic contact with the electrode rods 6 . The residual pressure load layer 16 forms an angular range 6 of 180 ° or greater in the circumferential direction of the electrode rods 6 .

Der Vorgang des Quetschdichtens erzeugt nicht sofort eine thermische Spannung in der Grenze zwischen der Glasschicht 15 und den Elektrodenstäben 6. Wenn die Tempera tur wieder die Raumtemperatur erreicht hat, wirkt eine thermische Spannung (Zugspan nung im Elektrodenstab und Druckspannung in der Glasschicht) entsprechend dem Unterschied (45 × 10^-7 l/°C und 5 × 10^-7 l/°C) im linearen Ausdehnungskoeffizienten zwi schen den beiden Elementen auf die Grenze zwischen dem Elektrodenstab (Wolfram) 6 und dem Glas (Quarzglas). Daher zeigen die Elektrodenstäbe 6 eine restliche Zugspan nung und die Glasschicht zeigt eine verbleibende bzw. restliche Druckspannung bzw. - belastung.The crimp sealing process does not immediately generate thermal stress in the boundary between the glass layer 15 and the electrode rods 6 . When the temperature has reached room temperature again, a thermal stress (tensile stress in the electrode rod and compressive stress in the glass layer) acts according to the difference (45 × 10 ^-7 l / ° C and 5 × 10 ^-7 l / ° C) in linear expansion coefficient between the two elements on the boundary between the electrode rod (tungsten) 6 and the glass (quartz glass). Therefore, the electrode rods 6 show a residual tensile stress and the glass layer shows a residual or residual compressive stress.

Die Restdruckbelastungsschicht 16 ist in einem weiteren Bereich der Glasschicht aus gebildet. Ferner wird die Temperatur der Bogenentladungsröhre 10 (Quetschdichtberei che 13), die sich nach dem Einschalten der Lampe einstellt, nicht auf ein Niveau erhöht, das zum Quetschdichten der Quetschdichtbereiche 13 verwendet wird. Daher bewirkt das Einschalten der Lampe eine thermische Spannung in der Glasschicht 15 der Quetschdichtbereiche 13, die die in der Glasschicht 15 der Quetschdichtbereiche 13 verbliebene Druckspannung bzw. Belastung verringert.The residual pressure load layer 16 is formed in a further area of the glass layer. Furthermore, the temperature of the arc tube 10 (pinch seal area 13 ) which arises after the lamp is switched on is not increased to a level which is used for pinch sealing the pinch seal areas 13 . Therefore, switching on the lamp causes a thermal stress in the glass layer 15 of the pinch sealing areas 13 , which reduces the compressive stress or stress remaining in the glass layer 15 of the pinch sealing areas 13 .

Das heißt, die thermische Spannung (thermische Zugspannung) in einer Richtung, die die restliche Druckspannung entspannt, wirkt auf die Glasschicht 15 im Quetschdichtbe reich nachdem die Lampe eingeschaltet worden ist. Wenn die Fläche der Restdruckbe lastungsschicht 16 in der axialen Richtung und der Umfangsrichtung der Elektrodenstä be 6 klein ist, ist die thermische Spannung auf die Restdruckbelastungsschicht 16 kon zentriert. Wenn die Lampe wiederholt in Betrieb genommen wird, wird die thermische Spannung wiederholt ausgeübt. Folglich gibt es die Möglichkeit, dass sich in der Glas schicht 15 ein vertikaler Riss ausbildet, der ein allmähliches Entweichen der einge schlossenen Substanzen erlaubt. That is, the thermal stress (thermal tensile stress) in a direction that relaxes the remaining compressive stress acts on the glass layer 15 in the Quetsch Dichtbe area after the lamp has been switched on. If the area of Restdruckbe lastungsschicht 16 in the axial direction and the circumferential direction of the Elektrodenstä be 6 is small, the thermal stress is centered kon on the residual compressive stress layer sixteenth If the lamp is operated repeatedly, the thermal tension is repeatedly applied. Consequently, there is the possibility that a vertical crack is formed in the glass layer 15 , which allows a gradual escape of the enclosed substances.

Die Oberfläche der hermetischen Verbindung zwischen der Glasschicht 15 und den E lektrodenstäben 6 umfasst die Restdruckbelastungsschicht 16, die eine ausgezeichnete Haftung zeigt. Die Restdruckbelastungsschicht 16 ist in einem weiten Bereich für L₁ ≧ 0.3L₂ in der axialen Richtung der Elektrodenstäbe 6 und für θ₁ ≧ 180° in der Umfangs richtung der Elektrodenstäbe 6 ausgebildet. Die Druckbelastungsschicht (die Restdruck belastungsschicht) 16 entspannt wirkungsvoll die in der Glasschicht 15 durch den Tem peraturenstieg erzeugte thermische Spannung.The surface of the hermetic connection between the glass layer 15 and the electrode rods 6 comprises the residual pressure load layer 16 , which shows excellent adhesion. The residual pressure load layer 16 is formed in a wide range for L ₁ ≧ 0.3L ₂ in the axial direction of the electrode rods 6 and for θ ₁ ≧ 180 ° in the circumferential direction of the electrode rods 6 . The pressure load layer (the residual pressure load layer) 16 effectively relaxes the thermal stress generated in the glass layer 15 by the temperature rise.

Das heißt, die Restdruckbelastungsschicht 16 verteilt die thermische Spannung, die aus dem Einschalten der Lampe resultiert, bevor diese auf die Glasschicht 15 übertragen wird. Somit tritt kein vertikaler Riss in der Glasschicht 15 auf, der es ermöglicht, dass die eingeschlossenen Substanzen allmählich entweichen.That is, the residual pressure load layer 16 distributes the thermal stress that results from turning on the lamp before it is transferred to the glass layer 15 . Thus, there is no vertical crack in the glass layer 15 , which allows the trapped substances to gradually escape.

Bezüglich Fig. 3 umfasst die Restdruckbelastungsschicht 16 einen sichtbaren Grenzriss 17, der die Elektrodenstäbe 6 umgibt und eine kreisförmige Bogenentladungsform (eine zylindrische Form) bildet. Somit absorbiert der Grenzriss 17 die thermische Spannung zwischen den Elektrodenstäben 6 und der Glasschicht 15, da die Glasschichten 15a und 15b entlang dem Grenzriss 17 gleiten.Referring to FIG. 3 16 includes the residual compressive stress layer has a visible border crack 17 surrounding the electrode rods 6 and forms a circular arc shape (a cylindrical shape). Thus, the boundary crack 17 absorbs the thermal stress between the electrode rods 6 and the glass layer 15 , since the glass layers 15 a and 15 b slide along the boundary crack 17 .

Das heißt, nach Einschalten der Lampe tritt eine thermische Spannung zwischen Glas schicht 15 und den Elektrodenstäben 6 in den Quetschdichtbereichen 13 auf. Bezüglich Fig. 4 gleitet die Glasschicht 15b, die mit den Elektrodenstäben 6 in hermetischem Kontakt ist, an der Innenseite des Grenzrisses 17 mit Bezug zu der Glasschicht 15a an der Außenseite des Grenzrisses 17. Somit absorbiert der Grenzriss 17 eine thermische Spannung, die auch auf den Grenzbereich zwischen den Elektrodenstäben 6 und der Glasschicht 15 wirkt. Daher bildet sich in der Glasschicht 15 kein vertikaler Riss, der ein allmähliches Entweichen der eingeschlossenen Substanzen bewirken würde.That is, after switching on the lamp, a thermal voltage occurs between the glass layer 15 and the electrode rods 6 in the pinch sealing areas 13 . Referring to Fig. 4 slides the glass layer 15 b that is connected to the electrode rods 6 in hermetic contact, on the inner side of the boundary crack 17 with respect to the glass layer 15 a on the outer side of the boundary crack 17. The boundary crack 17 thus absorbs a thermal stress, which also acts on the boundary region between the electrode rods 6 and the glass layer 15 . Therefore, no vertical crack is formed in the glass layer 15 , which would cause the enclosed substances to escape gradually.

Die Restdruckbelastungsschicht 16 ist in der axialen Richtung in der Länge L₁ ≧ 0.3L₂ und mit θ₁ ≧ 180° in der Glasschicht 15 der Quetschdichtbereiche 13 ausgebildet. Um die Restdruckbelastungsschicht 16 in der oben beschriebenen Weise zu bilden, werden bevorzugt beim Röhrenherstellungsprozess die Bereiche, die quetschgedichtet werden müssen, in einem Temperaturbereich von 2000°C bis 2300°C und vorzugsweise in ei nem Temperaturbereich von 2100°C bis 2200°C quetschgedichtet. The residual pressure load layer 16 is formed in the axial direction in the length L ₁ ≧ 0.3L ₂ and with θ ₁ ≧ 180 ° in the glass layer 15 of the pinch sealing areas 13 . In order to form the residual pressure load layer 16 in the manner described above, the areas that have to be press-sealed are preferably press-sealed in a temperature range from 2000 ° C. to 2300 ° C. and preferably in a temperature range from 2100 ° C. to 2200 ° C. in the tube manufacturing process .

Der Erfinder hat einen EU-Schaltmodus-Beschleunigungstest durchgeführt. Demzufolge betrug die mittlere Lebensdauer der Entladungsröhre der Restdruckbelastungsschicht 16 mit einer Länge L₁ ≧ 0.3L₂ in der axialen Richtung und θ₁ ≧ 180° 1156 Stunden. An dererseits betrug die Lebensdauer einer Entladungsröhre (Vergleichsbeispiel) mit der Restdruckbelastungsschicht 16 für L₁ < 0.3L₂ und θ₁ < 180° 483 Stunden.The inventor carried out an EU shift mode acceleration test. Accordingly, the mean life of the discharge tube of the residual pressure stress layer 16 with a length L ₁ ≧ 0.3L ₂ in the axial direction and θ ₁ ≧ 180 ° was 1156 hours. On the other hand, the life of a discharge tube (comparative example) with the residual pressure load layer 16 for L ₁ <0.3L ₂ and θ ₁ <180 ° was 483 hours.

Das heißt, der EU-Schaltmodus-Beschleunigungstest hatte zum Ergebnis, dass die Bogenentladungsröhre gemäß dieser Ausführungsform eine nutzbare Lebensdauer aufwies, die näherungsweise dreimal größer als die Lebensdauer der herkömmlichen Bogenentladungsröhre war. Wenn daher eine Bogenentladungsröhre der vorliegenden Erfindung in der üblichen Weise verwendet wird, besitzt diese eine beträchtlich längere Lebensdauer als eine herkömmliche Bogenentladungsröhre.That is, the EU shift mode acceleration test resulted in the Arc tube according to this embodiment has a useful life had approximately three times the lifespan of the conventional one Arc tube was. Therefore, if an arc tube of the present Invention used in the usual way, it has a considerably longer Lifetime than a conventional arc tube.

Gemäß Fig. 5 wird ein Verfahren zur Herstellung der Bogenentladungsröhre mit dem spanlosen abgedichteten Kammerbereich, der in Fig. 1 gezeigt ist, beschrieben.Referring to FIG. 5, a process for the preparation of the arc tube with the non-cutting area sealed chamber shown in Fig. 1 will be described.

Es wird die Glasröhre W mit einem sphärischen erweiterten Bereich w₂, der an einer Zwischenposition eines sich gerade erstreckenden Bereichs w₁ gebildet ist, hergestellt. Anschließend positioniert gemäß Fig. 5(a) ein Glasröhren-Halteelement 22 die Glasröh re W in vertikaler Richtung. Anschließend wird die Elektrodenanordnung A in ein Ende der nach unten gerichteten Öffnung der Glasröhre W eingeführt und an einer vorbe stimmten Position gehalten. Anschließend wird eine Einlassdüse 40 für inaktives Gas (Argon oder Stickstoff) in das Ende der oberen Öffnung der Glasröhre W eingeführt. Anschließend wird das untere Ende der Glasröhre W in eine Zuführleitung 50 für inakti ves Gas (Argon oder Stickstoff) eingeführt.The glass tube W with a spherical widened region w ₂ , which is formed at an intermediate position of a region w ₁ which extends straight, is produced. Then, as shown in FIG. 5 (a), a glass tube holding member 22 positions the glass tube W in the vertical direction. Then, the electrode assembly A is inserted into one end of the downward opening of the glass tube W and held at a predetermined position. Then, an inactive gas inlet nozzle 40 (argon or nitrogen) is inserted into the end of the upper opening of the glass tube W. Then, the lower end of the glass tube W is inserted into an inactive gas supply line 50 (argon or nitrogen).

Das inaktive bzw. inerte Gas, das durch die Düse 40 zugeführt wird, verhindert die Oxi dation der Elektrodenanordnung A während des Quetschdichtvorganges. Das durch die Gaszufuhrleitung 50 zugeführte inaktive Gas erhält eine inaktive Gasatmosphäre um den Anschlussdraht 8 aufrecht, um eine Oxidation des Anschlussdrahts 8 während des Quetschdichtvorganges und nach dem Quetschdichtvorgang zu verhindern. Gemäß Fig. 5(a) liefern Gaszylinder 42, 52 das inaktive Gas. Gasdruckregulatoren 44, 54 re geln den Fluss des inaktiven Gases. The inactive or inert gas, which is supplied through the nozzle 40 , prevents the oxi dation of the electrode arrangement A during the pinch seal process. The inactive gas supplied through the gas supply line 50 maintains an inactive gas atmosphere around the lead wire 8 to prevent oxidation of the lead wire 8 during the pinch seal process and after the pinch seal process. According to Fig. 5 (a) gas supply cylinder 42, 52 the inactive gas. Gas pressure regulators 44 , 54 regulate the flow of the inactive gas.

Entsprechend Fig. 5(a) erhitzt ein Brenner 24a die Stelle (die Stelle, die die Molybdän folie mit einschließt), die zu dem sphärischen erweiterten Bereich w₂ in dem sich gerad linig erstreckenden Bereich w₁ benachbart ist, auf 2100°C, während das inaktive Gas durch die Düse 40 und die Leitung 50 in die Glasröhre W eingeführt wird. Ferner führt das Verquetschelement 26a eine Quetschdichtung eines Teils des ersten Quetschdicht bereichs aus, der den Bereich der Molybdänfolie 7, die mit dem Anschlussdraht 8 ver bunden ist, einschließt.According to FIG. 5 (a), a burner 24 a heats the point (the point that includes the molybdenum foil), which is adjacent to the spherical expanded region w ₂ in the straight-line region w ₁ , to 2100 ° C. while the inactive gas is introduced into the glass tube W through the nozzle 40 and the line 50 . Furthermore, the squeezing element 26 a performs a pinch seal of a part of the first pinch-sealing area, which includes the area of the molybdenum foil 7 , which is connected to the connecting wire 8 .

Gemäß Fig. 5(b) hält nach Beendigung des Quetschdichtvorgangs eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt) ein Vakuum (ein Druckniveau, das nicht höher als 400 Torr ist) in der Glasröhre W aufrecht. Anschließend erhöht ein Brenner 24b die Temperatur auf 2100°C. Das Verquetschelement 26b stellt eine Quetschdichtung eines weiteren Teils des ersten Quetschdichtbereichs, der die Molybdänfolie 7 einschließt, her. Vorzugswei se liegt das Vakuum im Innenbereich der Glasröhre W bei 400 Torr bis 4 × 10^-3 Torr.According to Fig. 5 (b) after completion of the holding Quetschdichtvorgangs a vacuum pump (not shown), a vacuum (a pressure level which is higher than 400 Torr is not) maintained in the glass tube W. Then a burner 24 b increases the temperature to 2100 ° C. The squeeze element 26 b produces a pinch seal of a further part of the first pinch seal area, which includes the molybdenum foil 7 . Vorzugswei se is the vacuum in the interior of the glass tube W at 400 Torr to 4 × 10 ^-3 Torr.

Somit ist innerhalb des ersten Quetschdichtbereichs 13 die Glasschicht 15 in hermeti schem Kontakt mit dem Elektrodenstab 6, der Molybdänfolie 7 und dem Anschlussdraht 8, die die Elektrodenanordnung A bilden. Insbesondere ist die Glasschicht 15 in herme tischem Kontakt mit dem Elektrodenstab 6 und der Molybdänfolie 7, so dass eine zufrie denstellende Formbarkeit verwirklicht wird und die Glasschicht 15 und die Molybdänfolie 7 fest miteinander verbunden sind. Nachdem der erste Quetschdichtbereich abgekühlt worden ist, wird die Restdruckbelastungsschicht 16 mit der vorbestimmten Größe gebil det. Der Grenzriss 17 wird in der Restdruckbelastungsschicht 16 gebildet.Thus, within the first pinch seal area 13, the glass layer 15 is in hermetic contact with the electrode rod 6 , the molybdenum foil 7 and the connecting wire 8 , which form the electrode arrangement A. In particular, the glass layer 15 is in hermetic contact with the electrode rod 6 and the molybdenum foil 7 , so that satisfactory formability is realized and the glass layer 15 and the molybdenum foil 7 are firmly connected to one another. After the first pinch seal area has cooled, the residual pressure load layer 16 is formed with the predetermined size. The limit crack 17 is formed in the residual pressure load layer 16 .

Ferner wird im ersten Quetschdichtbereich die Atmosphäre der unteren Öffnung der Glasröhre W so eingestellt, dass diese ein inaktives Gas (Argon oder Stickstoff) ist. Dies verhindert die Oxidation des Anschlussdrahts 8.Furthermore, in the first pinch seal area, the atmosphere of the lower opening of the glass tube W is adjusted so that it is an inactive gas (argon or nitrogen). This prevents oxidation of the lead wire 8 .

Gemäß Fig. 5(c) werden die lichtemittierenden Substanzen P durch ein Ende der nach oben gerichteten Öffnung der Glasröhre W in den sphärischen erweiterten Bereich w₂ eingeführt. Anschließend wird eine zweite Elektrodenanordnung A' mit einem Elektro denstab 6, einer Molybdänfolie 7 und einem Anschlussdraht 8 an eine vorbestimmte Position eingeführt. Referring to FIG. 5 (c), the light-emitting substances P are inserted through one end ₂ of w upward opening of the glass tube W in the spherical extended area. Subsequently, a second electrode arrangement A 'with an electrode rod 6 , a molybdenum foil 7 and a connecting wire 8 is inserted into a predetermined position.

Der Anschlussdraht 8 besitzt einen gebogenen Bereich 8b, der an einer Zwischenstelle in der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei der gebogene Bereich 8b als eine W-Form ausgebildet ist. Der gebogene Bereich 8b drückt gegen eine innere Oberfläche der Glas röhre W, so dass die Elektrodenanordnung A' an einer vorbestimmten Position in der Längsrichtung des sich geradlinig erstreckenden Bereichs w₁ gehalten wird.The lead wire 8 has a bent portion 8b which is formed at an intermediate position in the longitudinal direction, the bent portion 8 b is formed as a W-shape. The bent portion 8 b presses against an inner surface of the glass tube W so that the electrode assembly A 'is held at a predetermined position in the longitudinal direction of the rectilinearly extending portion w ₁ .

Der Innenbereich der Glasröhre W wird evakuiert und anschließend wird, wie in Fig. 5(d) gezeigt ist, ein vorbestimmter oberer Bereich der Glasröhre W von Materialresten befreit bzw. entgratet, während Xenon in die Glasröhre W eingeleitet wird. Somit ist die Elektrodenanordnung A' mit dem Anschlussdraht zeitweise mit dem Innenbereich der Glasröhre W verbunden. Ferner sind die lichtemittierenden Substanzen eingeschlossen. Es sei angemerkt, dass das Bezugszeichen w₃ einen spanlosen bzw. entgrateten Be reich repräsentiert.The inside of the glass tube W is evacuated, and then, as shown in Fig. 5 (d), a predetermined upper portion of the glass tube W is deburred from material residues while xenon is introduced into the glass tube W. The electrode arrangement A ′ with the connecting wire is thus temporarily connected to the inner region of the glass tube W. Furthermore, the light emitting substances are included. It should be noted that the reference symbol w _{3 represents} a non-cutting or deburred area.

Gemäß Fig. 5(e) verhindert das Abkühlen des sphärischen erweiterten Bereichs w₂ mit flüssigem Stickstoff (LN₂) das Verdampfen der lichtemittierenden Substanzen P. Der Brenner 24 erhitzt die Stelle des sich geradlinig erstreckenden Bereich w₁ (die Stelle, die die Molybdänfolie einschließt), die zu dem sphärisch erweiterten Bereich w₂ benachbart ist, auf 2100°C. Anschließend führt das Verquetschelement 26c ein zweites Quetsch dichten durch, um den sphärischen erweiterten Bereich w₂ abzudichten. Folglich enthält die Bogenentladungsröhre den spanlosen abgedichteten Kammerbereich 12, wobei die Elektrodenstäbe 6 zu einander gegenüberliegend angeordnet und die lichtemittierenden Substanzen P eingeschlossen sind.According to Fig. 5 (e) cooling the spherical expanded portion preventing w ₂ with liquid nitrogen (LN ₂₎ the evaporation of the light-emitting substance P. The burner 24 heats the site of the linearly extending portion w ₁ (the location where the molybdenum foil which includes), which is adjacent to the spherically expanded region w ₂ , to 2100 ° C. Subsequently, the squeezing element 26 c performs a second pinch seal in order to seal off the spherical expanded area w ₂ . Consequently, the arc tube contains the chipless sealed chamber portion 12 with the electrode bars 6 opposed to each other and the light emitting substances P enclosed.

Der Quetschdichtvorgang zur Abdichtung des sphärischen erweiterten Bereichs w₂ er fordert nicht, dass der Innenbereich der Glasröhre W unter Unterdruck steht (durch Be tätigung der Vakuumpumpe). In diesem Falle wird in der Glasröhre W eingeschlossenes Xenon verflüssigt, so dass der Innenbereich der Glasröhre W einen Unterdruck erfährt (ungefähr 400 Torr). Dadurch verbessert sich die Haftung der Glasschicht zu der Elekt rodenanordnung A' (dem Elektrodenstab 6, der Molybdänfolie 7 und dem Anschluss draht 8) im zweiten Quetschdichtbereich 138. The pinch sealing process for sealing the spherical enlarged area w ₂ does not require that the inner area of the glass tube W is under negative pressure (by actuating the vacuum pump). In this case, xenon trapped in the glass tube W is liquefied, so that the inside of the glass tube W experiences a negative pressure (about 400 Torr). This improves the adhesion of the glass layer to the electrode arrangement A '(the electrode rod 6 , the molybdenum foil 7 and the connecting wire 8 ) in the second pinch sealing area 138 .

Ähnlich wie im Quetschdichtvorgang für den ersten Quetschdichtbereich, wirkt auf die durch die zugeführte Wärme erweichte Glasschicht der Unterdruck sowie der durch das Quetschdichtelement 26c ausgeübte Druck ein. Somit kontaktiert die Glasschicht im Elektrodenstab 6 die Molybdänfolie 7 und den Anschlussdraht 8 in hermetischer Weise ohne Ausbildung einer Lücke und mit zufriedenstellender Verformbarkeit. Folglich sind die Glasschicht und der Elektrodenstab 6, die Molybdänfolie 7 und der Anschlussdraht 8 fest miteinander verbunden. Nachdem sich der zweite Quetschdichtbereich 13 abge kühlt hat, bilden sich die Restdruckbelastungsschicht 16 und der Grenzriss 17 in ähnli cher Weise wie im ersten Quetschdichtbereich 13.Similar to the crimp sealing process for the first crimp sealing area, the negative pressure and the pressure exerted by the crimp sealing element 26 c act on the glass layer softened by the heat supplied. Thus, the glass layer in the electrode rod 6 contacts the molybdenum foil 7 and the connecting wire 8 in a hermetic manner without forming a gap and with satisfactory deformability. Consequently, the glass layer and the electrode rod 6 , the molybdenum foil 7 and the connecting wire 8 are firmly connected to one another. After the second pinch seal area 13 has cooled down, the residual pressure load layer 16 and the boundary crack 17 form in a manner similar to that in the first pinch seal area 13 .

Schließlich wird das Ende der Glasschicht auf eine vorbestimmte Länge zurecht ge schnitten, so dass die in Fig. 1 gezeigte Entladungsröhre 10 erhalten wird. Ein Deh nungsmessgerät (nicht gezeigt) misst die Größe der Restdruckbelastungsschicht 16, die im Quetschdichtbereich der hergestellten Bogenentladungsröhre ausgebildet ist. Wenn die Restdruckbelastungsschicht 16 größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Probe akzeptiert, wenn die Größe kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Probe nicht akzeptiert.Finally, the end of the glass layer is cut to a predetermined length so that the discharge tube 10 shown in FIG. 1 is obtained. A strain gauge (not shown) measures the size of the residual compressive stress layer 16 formed in the pinch seal area of the arc tube fabricated. If the residual compressive stress layer 16 is larger than a predetermined value, the sample is accepted, if the size is smaller than a predetermined value, the sample is not accepted.

In der vorhergehenden Ausführungsform bildet sich die Restdruckbelastungsschicht 16 mit einer vorbestimmten Größe an der Oberfläche der Glasschicht 15 in den Quetsch dichtbereichen 13 sowohl an der vorderen als auch an den rückseitigen Enden aus, die in hermetischem Kontakt mit den Elektrodenstäben 6 ist. Ferner bildet sich der Grenz riss 17 in der Restdruckbelastungsschicht 16.In the previous embodiment, the residual pressure load layer 16 is formed with a predetermined size on the surface of the glass layer 15 in the pinch-tight areas 13 on both the front and rear ends, which is in hermetic contact with the electrode rods 6 . Furthermore, the limit crack 17 is formed in the residual pressure load layer 16 .

Es kann auch eine weitere Struktur verwendet werden, in der der Grenzriss 17 in der Restdruckbelastungsschicht 16 nicht gebildet ist.Another structure can also be used in which the boundary crack 17 is not formed in the residual pressure load layer 16 .

In der vorhergehenden Ausführungsform kontaktiert die Restdruckbelastungsschicht 16, die auf der Oberfläche der Glasschicht 15 in den Quetschdichtbereichen 13 jeweils an den vorderen und hinteren Enden ausgebildet ist, die Elektrodenstäbe 6 in hermetischer Weise. Die Restdruckbelastungsschicht 16 besitzt die vorbestimmte Länge L₁ in der axi alen Richtung und den vorbestimmten Winkel θ₁ in der Umfangsrichtung. Eine Struktur mit der vorbestimmten Länge L₁ lediglich in der axialen Richtung oder eine Struktur mit dem vorbestimmten Winkel θ₁ lediglich in der Umfangsrichtung kann ebenfalls verwen det werden.In the previous embodiment, the residual pressure load layer 16 , which is formed on the surface of the glass layer 15 in the pinch seal regions 13 at the front and rear ends, contacts the electrode rods 6 in a hermetic manner. The residual pressure load layer 16 has the predetermined length L ₁ in the axial direction and the predetermined angle θ ₁ in the circumferential direction. A structure with the predetermined length L ₁ only in the axial direction or a structure with the predetermined angle θ ₁ only in the circumferential direction can also be used.

In der vorhergehenden Ausführungsform erfährt die Glasröhre W mit einem sphärischen erweiterten Bereich w₂ eine erste Quetschdichtung, so dass der abgedichtete Kammer bereich 12, in dem die Elektrodenstäbe 6 zueinander entgegengesetzt angeordnet sind, abgedichtet wird. Auf diese Weise wird die Bogenentladungsröhre mit dem spanlosen abgedichteten Kammerbereich 12 hergestellt. Die vorliegende Erfindung wird auf die gefertigte spanlose Bogenentladungsröhre angewendet.In the previous embodiment, the glass tube W with a spherical expanded area w ₂ undergoes a first pinch seal, so that the sealed chamber area 12 , in which the electrode rods 6 are arranged opposite one another, is sealed. In this way, the arc tube with the chipless sealed chamber portion 12 is manufactured. The present invention is applied to the manufactured chipless arc tube.

Die vorliegende Erfindung kann auf eine Bogenentladungsröhre mit einem Spanbereich angewendet werden. Das heißt, zwei Enden einer Glasröhre mit einem sphärischen er weiterten Bereich, mit dem ständig eine Absaugleitung verbunden ist, werden quetsch gedichtet. Somit wird ein sphärischer erweiterter Bereich (im Kammerbereich) gebildet, in dem die Elektroden zueinander entgegengesetzt angeordnet sind. Anschließend wer den die lichtemittierenden Substanzen und dergleichen in den sphärisch erweiterten Bereich (in dem Kammerbereich) durch die Absaugleitung eingeführt. Anschließend wird die Absaugleitung entfernt, so dass der Kammerbereich abgedichtet ist. Auf diese Weise kann die Bogenentladungsröhre mit einem Span bzw. Grat hergestellt werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung auf die Bogenentladungsröhre mit einer Kammer, die mit einem Spanbereich versehen ist, angewendet werden.The present invention can be applied to an arc tube with a chip area be applied. That is, two ends of a glass tube with a spherical he Further area, with which a suction line is permanently connected, are squeezed poetry. A spherical expanded area (in the chamber area) is thus formed, in which the electrodes are arranged opposite to each other. Then who which the light-emitting substances and the like in the spherically expanded Area (in the chamber area) introduced through the suction line. Then will the suction line is removed so that the chamber area is sealed. In this way the arc tube can be made with a chip or burr. Further The present invention can be applied to the arc tube with a chamber using a chip area is applied.

Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wur de zum Zwecke der Darstellung und Beschreibung präsentiert. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die genaue offenbarte Form zu beschränken; Modifikationen und Vari ationen sind in Anbetracht der obigen Lehren möglich oder können aus dem Ausführen der Erfindung resultieren. Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern und es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in diversen Ausführungsformen und diversen Modifikationen, die für spezielle Anwendungen geeigneter Weise in Betracht gezogen werden, zu verwenden.The foregoing description of the preferred embodiment of the invention has been made de presented for the purpose of illustration and description. It is not intended to limit the invention to the precise form disclosed; Modifications and Vari ations are possible in light of the above teachings or can be carried out result of the invention. The embodiment was selected and described to Principles of the invention and their practical application to explain and one To enable a person skilled in the art the invention in various embodiments and diverse Modifications considered appropriate for specific applications are going to use.

Claims

1. arc tube for a discharge lamp unit with:
at least two electrode assemblies, each electrode assembly comprising an electrode rod, a foil and a lead wire internally connected in series;
a tube having a central sealed chamber that surrounds light emitting substances and further includes pinch seal areas located at opposite ends of the chamber;
wherein each pinch sealing area encloses an electrode arrangement so that the electrode rod protrudes into the chamber and the connecting wire protrudes from the pinch sealing area;
and a residual pressure load layer opposing a glass layer area in each of the pinch seal areas, the residual pressure load layer hermetically contacting the electrode rod, the residual pressure load layer and the glass layer region extending only along the electrode rod.

2. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1, wherein the residual compressive stress layer has a boundary crack in an outer surface the residual pressure load layer.

3. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. wherein the residual compressive stress layer has a length that is greater than or equal to 30% of the axial length of the glass layer area, which is just the electrode rod touched is.

4. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. wherein the residual pressure load layer in an angular range of 180 ° or larger lies in the circumferential direction of the electrode rod.

5. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. wherein the residual compressive stress layer has a length that is greater than or equal to 30% of the axial length of the glass layer area, which is only with the electrode rod in Is in contact, and in an angular range of approximately 180 ° or greater in the um direction of capture of the electrode rod.

6. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. the tube comprising quartz glass.

7. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. wherein the electrode rod of each of the electrode assemblies comprises tungsten.

8. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 7. wherein the connecting wire of one of the electrode arrangements has a curved Be richly pressing against an inner surface of the tube.

9. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. the foil of each of the electrode assemblies comprising molybdenum.

10. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. the chamber having an elliptical shape.

11. The arc tube for a discharge lamp unit according to claim 1. the light-emitting substances enclosed in the chamber being a star teredelglas, mercury and a metal halide include.

12. The arc tube for a discharge lamp unit according to one of the types Proverbs 1 to 5, wherein each pinch seal area is formed by the glass tube to a temperature of at least 2000 ° C before squeezing is heated.

13. The arc tube for a discharge lamp unit according to one of the types Proverbs 1 to 5, wherein each pinch seal area is formed by the glass tube to a temperature of not more than 2300 ° C before performing the squeeze is heated densely.

14. The arc tube for a discharge lamp unit according to one of the types Proverbs 1 to 5, wherein each pinch seal area is formed by the glass tube to a temperature in the range of 2100 ° C to 2200 ° C before running the Crushed is heated.

15. The arc tube for a discharge lamp unit according to one of the types Proverbs 1 to 5, wherein each pinch seal area is formed by the glass tube to a temperature in the range of 2000 ° C to 2300 ° C before running the Crushed is heated.